如何使用Docker部署MongoDB副本集
我写了一篇有关如何使用DevOps时尚风格部署mongodb集群的新文章，在本文中，我正在使用Terraform，Ansible，Packer和更酷的技术，我强烈建议您阅读它。
以DevOps时尚风格（将基础架构作为代码）部署MongoDB副本集。
本文将逐步介绍如何使用Docker设置带有身份验证的MongoDB副本集。
我们将在本文中使用的是：
- MongoDB 3.4.1
- 适用于mac 1.12.6的Docker
副本集的体系结构
带有docker的副本集的架构
在上图中，我们看到了使用docker复制集的结果。
＃先决条件
- docker基础知识
- 安装了docker和docker-machine
- mongoDB的基础知识
- bash脚本编写的基础知识
如果您使用的是Mac或windows，请考虑使用虚拟机。我将在MacOS Sierra上使用VirtualBox运行我们的mongoDB实例。
＃步骤1 —创建我们的3个docker-machines
要创建docker机器，我们需要在终端中发出下一个命令：
此命令将使用virtualbox作为我们的虚拟化提供程序创建一个名为manager1的计算机。
现在让我们创建两个左 docker-machine
$ docker-machine create -d virtualbox worker1 $ docker-machine create -d virtualbox worker2
要验证是否创建了我们的机器，让我们运行以下命令：
$ docker-machine ls // the result will be NAME ACTIVE DRIVER STATE URL manager1 - virtualbox Running tcp://192.168.99.100:2376 worker1 - virtualbox Running tcp://192.168.99.101:2376 worker2 - virtualbox Running tcp://192.168.99.102:2376
＃步骤2 — MongoDB主节点的配置
现在我们有了三台机器，让我们将其放置在第一台机器上以启动mongodb配置，让我们运行下一个命令：
$ eval `docker-machine env manager1`
创建我们的MongoDB容器之前，还有一个已经存在了很长讨论了非常重要的课题数据库持久的ocker containers，并为实现这一挑战，我们所要做的是创建一个docker volume。
$ docker volume create --name mongo_storage
现在，让我们附加创建的卷以启动我们的第一个mongo容器并设置配置。
$ docker run --name mongoNode1 -v mongo_storage:/data -d mongo --smallfiles
接下来，我们需要创建密钥文件。
密钥文件的内容用作副本集成员的共享密码。对于副本集的所有成员，密钥文件的内容必须相同。
$ openssl rand -base64 741 > mongo-keyfile $ chmod 600 mongo-keyfile
接下来，我们创建一个文件夹，用于存放mongo_storage卷中的数据，密钥文件和配置：
$ docker exec mongoNode1 bash -c 'mkdir /data/keyfile /data/admin'
下一步是创建一些管理员用户，让我们创建一个看起来像这样的admin.js和copy.js文件：
// admin.js
admin = db.getSiblingDB("admin")
// creation of the admin user
admin.createUser(
{
user: "cristian",
pwd: "cristianPassword2017",
roles: [ { role: "userAdminAnyDatabase", db: "admin" } ]
}
)
// let's authenticate to create the other user
db.getSiblingDB("admin").auth("cristian", "cristianPassword2017" )
// creation of the replica set admin user
db.getSiblingDB("admin").createUser(
{
"user" : "replicaAdmin",
"pwd" : "replicaAdminPassword2017",
roles: [ { "role" : "clusterAdmin", "db" : "admin" } ]
}
)
//replica.js
rs.initiate({
_id: 'rs1',
members: [{
_id: 0, host: 'manager1:27017'
}]
})
IMPORTANT
密码应随机，长且复杂，以确保系统安全并防止或延迟恶意访问。有关内置角色的完整列表，请参见数据库用户角色，这些角色与数据库管理操作有关。
我们所做的直到知道：
- 创建了mongo_storagedocker volume。
- 创建了mongo-keyfile，openssl密钥生成。
- 为mongoDB创建了admin.js文件 admin用户。
- 创建了copy.js文件，以初始化副本集。
好的，让我们继续将文件传递到容器。
$ docker cp admin.js mongoNode1:/data/admin/ $ docker cp replica.js mongoNode1:/data/admin/ $ docker cp mongo-keyfile mongoNode1:/data/keyfile/
// change folder owner to the user container $ docker exec mongoNode1 bash -c 'chown -R mongodb:mongodb /data'
我们所做的是，我们需要传递到容器中的文件，然后修改 了 / data文件夹所有者 到容器的用户，因为容器用户是需要访问这个文件夹和文件的用户。
现在，所有内容都已设置好，我们准备使用副本集配置重新启动mongod实例。
在启动经过身份验证的mongo容器之前，让我们创建一个env文件来设置我们的用户和密码。
MONGO_USER_ADMIN=cristian MONGO_PASS_ADMIN=cristianPassword2017 MONGO_REPLICA_ADMIN=replicaAdmin MONGO_PASS_REPLICA=replicaAdminPassword2017
现在我们需要删除容器并开始一个新的容器。为什么？，因为我们需要提供副本集和身份验证参数，并且为此，我们需要运行以下命令：
// first let's remove our container $ docker rm -f mongoNode1 // now lets start our container with authentication $ docker run --name mongoNode1 --hostname mongoNode1 -v mongo_storage:/data --env-file env --add-host manager1:192.168.99.100 --add-host worker1:192.168.99.101 --add-host worker2:192.168.99.102 -p 27017:27017 -d mongo --smallfiles --keyFile /data/keyfile/mongo-keyfile --replSet 'rs1' --storageEngine wiredTiger --port 27017
这里发生了什么………似乎是在滥用旗帜。
让我分两部分向您解释：
Docker标志：
- 该--env-file读取ENV文件，并设置environment在容器内的变量。
- 该--add-host标志将条目添加到Docker容器的/etc/hosts文件中，因此我们可以使用主机名代替IP地址。在这里，我们映射了我们之前创建的3个docker-machines。
要更深入地了解docker run命令，请阅读Docker文档。
Docker Flags
为了设置mongo副本集，我们需要各种mongo标志
- --keyFile 这个标志是用来告诉mongo在哪里 mongo-keyfile.
- --replSet 该标志用于设置副本集的名称。
- --storageEngine由于mongoDB 3.4.1的默认引擎为wiredTiger，因此不需要此标志用于设置mongoDB的引擎。
为了对mongo副本集有更深入的了解，请阅读MongoDB文档，我也建议使用MongoUniversity课程以了解有关此主题的更多信息。
mongoNode1容器的最后一步是启动副本集，我们将通过运行以下命令来做到这一点：
$ docker exec mongoNode1 bash -c 'mongo < /data/admin/replica.js'
您应该会看到以下内容：
MongoDB shell version v3.4.1
connecting to: mongodb://127.0.0.1:27017
MongoDB server version: 3.4.1
{ "ok" : 1 }
bye
现在，让我们使用以下命令创建管理员用户：
$ docker exec mongoNode1 bash -c 'mongo < /data/admin/admin.js'
您应该会看到以下内容：
MongoDB shell version v3.4.1
connecting to: mongodb://127.0.0.1:27017
MongoDB server version: 3.4.1
admin
Successfully added user: {
"user" : "cristian",
...
Successfully added user: {
"user" : "replicaAdmin",
...
bye
现在，要进入副本，请运行以下命令：
$ docker exec -it mongoNode1 bash -c 'mongo -u $MONGO_REPLICA_ADMIN -p $MONGO_PASS_REPLICA --eval "rs.status()" --authenticationDatabase "admin"'
您应该已经准备好，看到类似以下内容：
MongoDB shell version v3.4.1
connecting to: mongodb://127.0.0.1:27017
MongoDB server version: 3.4.1
{
"set" : "rs1",
...
"members" : [
{
"_id" : 0,
"name" : "manager1:27017",
...
"ok" : 1
}
＃步骤3 —再添加2个mongo节点容器
现在一切就绪，让我们再启动2个节点并将它们加入副本集。
要添加第一个节点，我们将其更改为worker1 docker计算机，如果您使用的是本地计算机，请运行以下命令：
eval `docker-machine env worker1`
如果您不在本地运行，只需将终端指向下一个服务器即可。
现在，由于我们将重复几乎为mongoNode1所做的所有步骤，因此让我们创建一个脚本来为我们运行所有命令。
让我们创建一个名为create-replica-set.sh的文件，然后看看如何组成main函数：
function main {
init_mongo_primary
init_mongo_secondaries
add_replicas manager1 mongoNode1
check_status manager1 mongoNode1
}
main
现在，让我向您展示此功能的组成：
INIT MONGO Main Function
function init_mongo_primary {
# [@params](http://twitter.com/params) name-of-keyfile
createKeyFile mongo-keyfile
# [@params](http://twitter.com/params) server container volume
createMongoDBNode manager1 mongoNode1 mongo_storage
# [@params](http://twitter.com/params) container
init_replica_set mongoNode1
}
该函数内部也有对函数的调用，没有添加任何新内容，我们之前已经看过所有功能，让我为您描述它的作用：
- 为副本集身份验证创建密钥文件。
- 创建一个mongodb容器，并接收2个参数：a）待定位的服务器，b）容器的名称，c）docker卷的名称，所有我们之前看到的功能。
- 最后，它将使用与我们之前完全相同的步骤来启动副本。
INIT MONGO SECONDARY FUNCTION
function init_mongo_secondaries {
# [@Params](http://twitter.com/Params) server container volume
createMongoDBNode worker1 mongoNode1 mongo_storage
createMongoDBNode worker2 mongoNode2 mongo_storage
}
此功能的作用是为副本集创建其他2个mongo容器，并执行与mongoNode1相同的步骤，但是这里我们不包括副本集实例化和admin用户创建，因为这些不是必需的，因为副本集将与副本的所有节点共享数据库配置，以后再将它们添加到主数据库中。
添加复制功能
function add_replicas {
echo '·· adding replicas >>>> '$1' ··' switchToServer $1
for server in worker1 worker2
do
rs="rs.add('$server:27017')"
add='mongo --eval "'$rs'" -u $MONGO_REPLICA_ADMIN
-p $MONGO_PASS_REPLICA --authenticationDatabase="admin"'
sleep 2
wait_for_databases $server
docker exec -i $2 bash -c "$add"
done
}
在这里，我们要做的是最后将另外两个mongo容器添加到副本集配置上的主数据库中，首先我们遍历剩下的机器以添加容器，在循环中我们准备配置，然后检查容器是否准备好了，我们通过调用函数来做到这一点wait_for_databases，然后将机器作为参数传递给我们，然后在主数据库中执行配置，然后我们应该收集如下消息：
MongoDB shell version v3.4.1
connecting to: mongodb://127.0.0.1:27017
MongoDB server version: 3.4.1
{ "ok" : 1 }
这意味着mongo容器已成功添加到副本。
最后，我们使用main中的最后一个功能检查副本集的状态：
# [@params](http://twitter.com/params) server container
function check_status {
switchToServer $1
cmd='mongo -u $MONGO_REPLICA_ADMIN -p $MONGO_PASS_REPLICA
--eval "rs.status()" --authenticationDatabase "admin"'
docker exec -i $2 bash -c "$cmd"
}
既然我们已经了解了自动化脚本的功能并且知道将要执行的操作，那么现在该执行自动化bash脚本了，如下所示：
请注意，如果已完成上述所有步骤，则需要重置我们已实现的所有内容，以避免任何冲突名称问题，要重置配置，请在github存储库中找到一个reset.sh文件
# and this how we can execute the script that will configure # everything for us. $ bash < create-replica-set.sh
如果一切设置正确，我们应该看到来自mongodb的消息，如下所示：
MongoDB shell version v3.4.1
connecting to: mongodb://127.0.0.1:27017
MongoDB server version: 3.4.1
{
"set" : "rs1",
...
},
"members" : [
{
"_id" : 0,
"name" : "manager1:27017",
"health" : 1,
"state" : 1,
"stateStr" : "PRIMARY",
...
},
{
"_id" : 1,
"name" : "worker1:27017",
"health" : 1,
"state" : 2,
"stateStr" : "SECONDARY",
...
},
{
"_id" : 2,
"name" : "worker2:27017",
"health" : 1,
"state" : 0,
"stateStr" : "STARTUP",
...
}
],
"ok" : 1
}
正如您所看到的，每个容器现在都已正确配置，需要注意的是，我们--add-host像以前一样使用了来自docker 的标志，并将这些条目添加到Docker容器的/ etc / hosts文件中，因此我们可以使用主机名代替IP地址。
两个节点都可能需要一分钟才能完成从mongoNode1的同步。
您可以通过查看日志来查看每个mongo Docker容器中发生的情况。您可以通过在任何docker-machine服务器上运行此命令来执行此操作。
$ docker logs -ft mongoContainerName
现在我们已经启动并运行了一个MongoDB副本设置服务，让我们修改用户，或者您可以创建另一个用户并授予一些权限来对数据库执行Crud操作，因此，仅出于说明目的，这是一个不好的做法，让我添加一个的管理员用户的超级角色。
# we are going to assign the root role to our admin user
# we enter to the container
$ docker exec -it mongoNode1 bash -c 'mongo -u $MONGO_USER_ADMIN -p $MONGO_PASS_ADMIN --authenticationDatabase "admin"'
# Then we execute the following in the mongo shell
# Mongo 3.4.1 shell
> use admin
> db.grantRolesToUser( "cristian", [ "root" , { role: "root", db: "admin" } ] )
>
现在，他拥有一个可以做任何事情的超级用户，因此让我们创建一个数据库并插入一些数据。
$ docker exec -it mongoNode1 bash -c 'mongo -u $MONGO_USER_ADMIN -p $MONGO_PASS_ADMIN --authenticationDatabase "admin"'
# Mongo 3.4.1 shell
> use movies
> db.movies.insertMany([{
id: '1',
title: 'Assasins Creed',
runtime: 115,
format: 'IMAX',
plot: 'Lorem ipsum dolor sit amet',
releaseYear: 2017,
releaseMonth: 1,
releaseDay: 6
}, {
id: '2',
title: 'Aliados',
runtime: 124,
format: 'IMAX',
plot: 'Lorem ipsum dolor sit amet',
releaseYear: 2017,
releaseMonth: 1,
releaseDay: 13
}, {
id: '3',
title: 'xXx: Reactivado',
runtime: 107,
format: 'IMAX',
plot: 'Lorem ipsum dolor sit amet',
releaseYear: 2017,
releaseMonth: 1,
releaseDay: 20
}, {
id: '4',
title: 'Resident Evil: Capitulo Final',
runtime: 107,
format: 'IMAX',
plot: 'Lorem ipsum dolor sit amet',
releaseYear: 2017,
releaseMonth: 1,
releaseDay: 27
}, {
id: '5',
title: 'Moana: Un Mar de Aventuras',
runtime: 114,
format: 'IMAX',
plot: 'Lorem ipsum dolor sit amet',
releaseYear: 2016,
releaseMonth: 12,
releaseDay: 2
}])
# inserted 5 documents
>
现在，我们有了一个电影数据库，其中包含包含5部电影：D的电影集合。
＃回顾的时间
我们所做的…
我们使用自动脚本使用Docker配置并启动带有身份验证的MongoDB副本集。
在安全方面，我们创建：
- 两种用户类型，即管理数据库和集群管理数据库。
- 我们创建一个密钥文件，并在启用身份验证的情况下启动副本。
如果为数据库正确配置了访问控制，则攻击者应该无法访问您的数据。查看我们的安全检查表，以帮助发现潜在的漏洞。— @MongoDB文件
如果我们想为我们的架构增加更多的安全性，我们可以使用docker-machines 创建一个Swarm集群，并且docker swarm可以很好地处理网络通信，还可以在容器中创建非root用户，并且可以启用加密数据在mongoDB中，但是此主题不在本文的范围之内。
＃结论
现在，我们有了一个可用的MongoDB复制集。您可以随时将节点添加到此副本集。您甚至可以停止mongo容器或主要mongoNode1中的一个，然后看着另一个mongoNode接管新的主要容器。由于数据写在docker卷上，因此重启这些节点中的任何一个都不是问题。数据将保留并重新加入副本集。
给我们带来的好处是，我们看到了如何使用bash文件使整个过程自动化。
您面临的一个挑战是修改bash脚本并使其更加动态，因为该脚本非常适合本文的规范，而另一个挑战是向体系结构中添加一个任意Mongo节点。
Github仓库
要获取本文的完整脚本文件，可以在以下仓库中进行检查。
github-Crizstian / mongo-replica-with-docker：如何使用Docker部署MongoDB副本集github.com
进一步阅读
- 使用密钥文件访问控制部署副本集 — MongoDB文档。
- 将成员添加到副本集中 -MongoDB文档。
- MongoDB Docker Hub — Docker Docs.
- 如何避免勒索数据的恶意攻击
- 如何在Ubuntu 16.04上设置安全的mongoDB 3.4服务器
翻译自：https://towardsdatascience.com/how-to-deploy-a-mongodb-replica-set-using-docker-6d0b9ac00e49
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